KR102186980B1

KR102186980B1 - Cooling water induction heating heater

Info

Publication number: KR102186980B1
Application number: KR1020170038345A
Authority: KR
Inventors: 김준수
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2020-12-04
Also published as: KR20180109170A

Abstract

본 발명은 내부에 공간이 형성된 케이스; 냉각수 유로가 형성되고 자성체를 포함하며, 상기 케이스에 결합된 가열 유로부; 상기 케이스의 내부에 구비되며, 상기 가열 유로부의 자성체와 마주보도록 배치되어, 상기 자성체를 유도가열하는 인덕션 코일; 상기 케이스의 내부에 구비되며, 상기 인덕션 코일에 연결된 제어기; 및 상기 가열 유로부에 접촉되도록 배치되며, 상기 제어기에 연결되어 상기 가열 유로부의 자성체가 가열되거나 가열되지 않도록 제어하는 스위칭 소자; 를 포함하여 이루어져, 많은 열이 발생하는 스위칭 소자를 용이하게 냉각시킬 수 있어 스위칭 소자의 소손을 방지할 수 있으며, 가열 유로부의 과열을 방지할 수 있는 안전장치에 고장이 발생한 경우에도 스위칭 소자의 소손에 의해 과열을 방지할 수 있도록 한 냉각수 유도가열 히터에 관한 것이다.The present invention is a case formed with a space therein; A heating passage part having a cooling water passage formed therein, including a magnetic material, and coupled to the case; An induction coil provided inside the case and disposed to face the magnetic body of the heating passage part to induction heating the magnetic body; A controller provided inside the case and connected to the induction coil; And a switching element disposed to be in contact with the heating flow passage and connected to the controller to control the magnetic body of the heating flow passage to be heated or not heated. Consisting of including, it is possible to easily cool the switching element that generates a lot of heat to prevent burnout of the switching element, and even if a failure occurs in the safety device that can prevent overheating of the heating passage portion It relates to a cooling water induction heating heater to prevent overheating by.

Description

Cooling water induction heating heater

본 발명은 냉각수 유도가열 히터에 관한 것으로, 인덕션 히팅 방식으로 발열체가 가열되는 냉각수 히터에 있어서 발열체의 과열을 방지할 수 있는 냉각수 유도가열 히터에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling water induction heating heater, and to a cooling water induction heating heater capable of preventing overheating of the heating element in a cooling water heater in which a heating element is heated by an induction heating method.

휘발유, 경유 등을 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량이 현재 가장 일반적인 차량의 형태이나, 이러한 차량용 에너지원은 환경오염 문제 뿐 아니라 석유 매장량의 감소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 새로운 에너지원의 필요성이 점점 대두되고 있는 바, 현재 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량 등이 실용화되거나 개발중에 있다.Vehicles powered by engines using gasoline or diesel as an energy source are currently the most common types of vehicles, but these vehicle energy sources require a new energy source due to various causes such as reduction in oil reserves as well as environmental pollution. As it is increasingly emerging, electric vehicles, hybrid cars, and fuel cell vehicles are currently being commercialized or under development.

그런데 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량에서는 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 사용하는 차량과는 달리 냉각수를 이용한 히팅 시스템을 적용할 수 없거나 적용하기 어렵다. 즉, 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량의 경우 엔진에서 매우 많은 열이 발생하게 되고, 엔진을 냉각하기 위한 냉각수 순환 시스템이 구비되며, 냉각수가 엔진으로부터 흡수한 열을 실내 난방에 이용하도록 하고 있다. 그러나 엔진에서 발생하는 것과 같은 많은 열이 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량의 구동원에서는 발생하지 않기 때문에, 이러한 종래의 난방 방식을 사용하기에는 한계가 있었다.However, in electric vehicles, hybrid cars, and fuel cell vehicles, unlike conventional vehicles using engines using petroleum as an energy source, a heating system using coolant cannot or is difficult to apply. That is, in the case of a vehicle that uses an engine that uses oil as an energy source as a driving source, a lot of heat is generated from the engine, a coolant circulation system is provided to cool the engine, and the heat absorbed from the engine is heated indoors. To use it. However, since much heat such as that generated by the engine is not generated from the driving sources of electric vehicles, hybrid cars, and fuel cell vehicles, there is a limit to using such a conventional heating method.

이에 따라 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량 등에는, 공조 시스템에 히트펌프(heat pump)를 추가하여 이를 열원으로서 사용할 수 있게 하거나, 전기 히터와 같은 별도의 열원을 구비하는 등 여러 연구가 이루어지고 있다. 이 중 전기 히터는 공조 시스템에 크게 영향을 주지 않고 보다 용이하게 냉각수를 가열할 수 있어 현재 광범위하게 사용이 이루어지고 있다.Accordingly, in electric vehicles, hybrid cars, and fuel cell vehicles, various studies have been conducted, such as adding a heat pump to the air conditioning system so that it can be used as a heat source, or having a separate heat source such as an electric heater. have. Among them, electric heaters are widely used because they can more easily heat cooling water without significantly affecting the air conditioning system.

여기에서 전기 히터는 차량의 실내로 송풍되는 공기를 직접 가열하는 형태의 공기 가열식 히터와, 냉각수를 가열하는 형태의 냉각수 가열식 히터(또는 냉각수 히터)가 있다.Here, the electric heater includes an air heating type heater that directly heats air blown into the interior of the vehicle, and a coolant heating type heater (or coolant heater) that heats the coolant.

이중 연료전지 차량에 사용되어 냉각수를 가열하는 종래의 인덕션 방식의 냉각수 히터는, 도 1 및 2와 같이 전력을 생산하는 연료전지스택(10)에 고주파발생기(30)가 전기적으로 연결되고, 고주파 발생기(30)는 자성체인 금속재질의 냉각수 유동배관(2)의 외측에 감긴 코일 형태로 형성되어, 연료전지스택(10)의 전력을 이용해 인덕션 코일(31)에 교류전류가 흐르면 변화되는 자기장에 의해 냉각수 유동배관(2)에 와전류가 발생하고 이로 인해 줄열에 냉각수 유동배관(2)이 가열될 수 있으며, 그리하여 냉각수 유동배관(2)의 내부를 통과하는 냉각수가 가열될 수 있도록 구성된다.In the conventional induction-type coolant heater used in a dual fuel cell vehicle to heat coolant, a high frequency generator 30 is electrically connected to a fuel cell stack 10 that generates power as shown in FIGS. 1 and 2, and a high frequency generator (30) is formed in the form of a coil wound on the outside of the cooling water flow pipe (2) made of a magnetic material, and is formed by a magnetic field that changes when an AC current flows through the induction coil (31) using the power of the fuel cell stack (10). Eddy current is generated in the cooling water flow pipe (2), and this allows the cooling water flow pipe (2) to be heated in Joule heat, and thus the cooling water passing through the inside of the cooling water flow pipe (2) can be heated.

그런데 이와 같은 종래의 냉각수 히터는 발열체의 과열을 방지하기 위해 하드웨어 또는 소프트웨어로 안전장치가 마련되어 있는데, 안전장치의 고장 시 발열체의 과열을 방지할 수 없어 냉각수 히터 자체 및 주변 부품들에 화재를 일으킬 수 있는 문제점이 있다.However, such a conventional cooling water heater has a safety device with hardware or software to prevent overheating of the heating element.However, if the safety device fails, it cannot prevent overheating of the heating element, so it may cause a fire in the cooling water heater itself and surrounding parts. There is a problem.

KR 2011-0075118 A1 (2011.07.06)KR 2011-0075118 A1 (2011.07.06)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 발열체가 가열되어 냉각수를 가열하는 냉각수 히터에 있어서 발열체의 과열을 방지할 수 있는 안전장치에 고장이 발생한 경우에도 발열체의 과열을 방지할 수 있는 냉각수 유도가열 히터를 제공하는 것이다.The present invention has been conceived to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a heating element even when a failure occurs in a safety device capable of preventing overheating of the heating element in a cooling water heater that heats the cooling water by heating the heating element. It is to provide a coolant induction heating heater that can prevent overheating.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉각수 유도가열 히터(1000)는, 내부에 공간이 형성된 케이스(100); 냉각수 유로(201)가 형성되고 자성체를 포함하며, 상기 케이스(100)에 결합된 가열 유로부(200); 상기 케이스(100)의 내부에 구비되며, 상기 가열 유로부(200)의 자성체와 마주보도록 배치되어, 상기 자성체를 유도가열하는 인덕션 코일(300); 상기 케이스(100)의 내부에 구비되며, 상기 인덕션 코일(300)에 연결된 제어기(400); 및 상기 가열 유로부(200)에 접촉되도록 배치되며, 상기 제어기(400)에 연결되어 상기 가열 유로부(200)의 자성체가 가열되거나 가열되지 않도록 제어하는 스위칭 소자(500); 를 포함하여 이루어질 수 있다.The cooling water induction heating heater 1000 of the present invention for achieving the above object includes: a case 100 having a space formed therein; A heating flow path part 200 having a cooling water flow path 201 formed thereon, including a magnetic material, and coupled to the case 100; An induction coil (300) provided inside the case (100) and disposed to face the magnetic body of the heating passage (200) to induction heating the magnetic body; A controller 400 provided inside the case 100 and connected to the induction coil 300; And a switching element 500 disposed to be in contact with the heating passage part 200 and connected to the controller 400 to control the magnetic body of the heating passage part 200 to be heated or not heated. It can be made including.

또한, 상기 가열 유로부(200)에 접촉되도록 구비되며, 상기 제어기(400)에 연결되어 특정한 온도 이상에서 제어기(400)의 작동을 정지시키는 온도퓨즈(700)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, it may further include a thermal fuse 700 that is provided to contact the heating passage part 200 and is connected to the controller 400 to stop the operation of the controller 400 at a specific temperature or higher.

또한, 상기 인덕션 코일(300)은 도넛 형태로 형성되어 상기 온도퓨즈(700)가 인덕션 코일(300)의 중공된 부분에 배치될 수 있다.In addition, the induction coil 300 may be formed in a donut shape so that the thermal fuse 700 may be disposed in a hollow portion of the induction coil 300.

또한, 일측에 오목하게 안치홈(610)이 형성되어 상기 인덕션 코일(300)이 안치홈(610)에 삽입되어 결합되며, 상기 케이스(100)의 내측에 결합되어 고정된 코일 커버(600)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, a concave mounting groove 610 is formed on one side so that the induction coil 300 is inserted into and coupled to the mounting groove 610, and the coil cover 600 is fixed to the inside of the case 100 It may be further included.

또한, 상기 코일 커버(600)에 결합된 페라이트(620)를 더 포함하여 이루어지며, 상기 페라이트(620)는 인덕션 코일(300)과 제어기(400) 사이에 배치될 수 있다.Further, a ferrite 620 coupled to the coil cover 600 may be further included, and the ferrite 620 may be disposed between the induction coil 300 and the controller 400.

또한, 상기 가열 유로부(200)가 결합된 케이스(100)의 일측에는 양면을 관통하는 개구(101)가 형성되어, 상기 개구(101)에 인덕션 코일(300) 및 스위칭 소자(500)가 배치될 수 있다.In addition, an opening 101 penetrating through both sides is formed at one side of the case 100 to which the heating flow path part 200 is coupled, and the induction coil 300 and the switching element 500 are disposed in the opening 101 Can be.

또한, 상기 가열 유로부(200)는 냉각수 유로(201)와 연결된 냉각수가 유입되는 입구부(211) 및 냉각수가 배출되는 출구부(212)가 형성되며, 상기 입구부(211)가 출구부(212)보다 높이방향으로 아래쪽에 형성될 수 있다.In addition, the heating flow path part 200 has an inlet part 211 through which cooling water is introduced and an outlet part 212 through which cooling water is discharged connected to the cooling water flow path 201, and the inlet part 211 is an outlet part ( 212) may be formed at the bottom in the height direction.

또한, 상기 스위칭 소자(500)는 상기 가열 유로부(200)의 입구부(211)에 근접하여 배치될 수 있다.In addition, the switching element 500 may be disposed close to the inlet part 211 of the heating flow path part 200.

또한, 상기 가열 유로부(200)는, 냉각수가 유입되는 입구부(211) 및 냉각수가 배출되는 출구부(212)가 형성된 제1하우징(210); 상기 제1하우징(210)과 결합되어 내부에 냉각수 유로(201)를 형성하며 상기 인덕션 코일(300)과 마주보도록 배치된 제2하우징(220); 및 상기 냉각수 유로(201)에 배치되어 냉각수의 유동 방향을 전환시키는 유로 가이드(230); 를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the heating passage part 200 may include a first housing 210 having an inlet part 211 through which cooling water is introduced and an outlet part 212 through which cooling water is discharged; A second housing 220 coupled to the first housing 210 to form a cooling water flow path 201 therein and disposed to face the induction coil 300; And a flow path guide 230 disposed in the cooling water flow path 201 to change a flow direction of the cooling water. It can be made including.

본 발명의 냉각수 유도가열 히터는 발열체의 과열을 방지하는 안전장치의 고장 시에도 히터의 과열을 방지할 수 있는 장점이 있다.The cooling water induction heating heater of the present invention has the advantage of preventing overheating of the heater even when a safety device that prevents overheating of the heating element fails.

도 1 및 도 2는 종래의 인덕션 방식의 냉각수 히터를 나타낸 개략도 및 단면도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 냉각수 유도가열 히터를 나타낸 조립사시도 및 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 가열 유로부를 제거한 상태의 냉각수 유도가열 히터를 나타낸 정면도.
도 6은 본 발명의 냉각수 유도가열 히터를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 가열 유로부의 일 실시예를 나타낸 분해사시도.1 and 2 are schematic views and cross-sectional views showing a cooling water heater of a conventional induction method.
3 and 4 are an assembled perspective view and an exploded perspective view showing the cooling water induction heating heater of the present invention.
Figure 5 is a front view showing the cooling water induction heating heater in a state in which the heating flow path portion is removed according to the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view showing the cooling water induction heating heater of the present invention.
7 is an exploded perspective view showing an embodiment of a heating flow path according to the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 냉각수 유도가열 히터를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the cooling water induction heating heater of the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 및 도 4는 본 발명의 냉각수 유도가열 히터를 나타낸 조립사시도 및 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 가열 유로부를 제거한 상태의 냉각수 유도가열 히터를 나타낸 정면도이며, 도 6은 본 발명의 냉각수 유도가열 히터를 나타낸 단면도이다.3 and 4 are an assembled perspective view and an exploded perspective view showing the cooling water induction heating heater of the present invention, Figure 5 is a front view showing the cooling water induction heating heater in a state in which the heating flow path according to the present invention is removed, and Figure 6 is a view of the present invention. It is a cross-sectional view showing a coolant induction heating heater.

도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유도가열 히터(1000)는, 내부에 공간이 형성된 케이스(100); 냉각수 유로(201)가 형성되고 자성체를 포함하며, 상기 케이스(100)에 결합된 가열 유로부(200); 상기 케이스(100)의 내부에 구비되며, 상기 가열 유로부(200)의 자성체와 마주보도록 배치되어, 상기 자성체를 유도가열하는 인덕션 코일(300); 상기 케이스(100)의 내부에 구비되며, 상기 인덕션 코일(300)에 연결된 제어기(400); 및 상기 가열 유로부(200)에 접촉되도록 배치되며, 상기 제어기(400)에 연결되어 상기 가열 유로부(200)의 자성체가 가열되거나 가열되지 않도록 제어하는 스위칭 소자(500); 를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown, the coolant induction heating heater 1000 according to an embodiment of the present invention includes a case 100 having a space formed therein; A heating flow path part 200 having a cooling water flow path 201 formed thereon, including a magnetic material, and coupled to the case 100; An induction coil (300) provided inside the case (100) and disposed to face the magnetic body of the heating passage (200) to induction heating the magnetic body; A controller 400 provided inside the case 100 and connected to the induction coil 300; And a switching element 500 disposed to be in contact with the heating passage part 200 and connected to the controller 400 to control the magnetic body of the heating passage part 200 to be heated or not heated. It can be made including.

우선, 케이스(100)는 내부에 공간이 형성되어, 이하에서 설명할 인덕션 코일(300), 제어기(400) 및 스위칭 소자(500)가 케이스(100)의 내부 공간에 구비될 수 있다. 일례로 케이스(100)는 도시된 바와 같이 폭방향 후면이 개방되어 있는 형태의 용기로 형성될 수 있으며, 커버(110)가 케이스(100)의 개방된 폭방향 후면을 막도록 결합되어 내부에 공간이 형성될 수 있다. 그리고 일례로 케이스(100)는 외형이 직육면체 형태로 형성될 수 있으며, 상측에 전원선 등의 연결을 위한 커넥터가 결합될 수 있다.First, a space is formed inside the case 100, and an induction coil 300, a controller 400, and a switching element 500 to be described below may be provided in the inner space of the case 100. As an example, the case 100 may be formed as a container in which the rear side in the width direction is open as shown, and the cover 110 is coupled to block the open rear surface in the width direction of the case 100 so that there is a space therein. Can be formed. And, for example, the case 100 may be formed in a rectangular parallelepiped shape, and a connector for connection such as a power line may be coupled to the upper side.

가열 유로부(200)는 내부에 냉각수가 유동될 수 있도록 냉각수 유로(201)가 형성되며, 냉각수 유로(201)에 연결되어 냉각수가 유입될 수 있는 입구부(211) 및 냉각수가 배출되는 출구부(212)가 형성될 수 있다. 그리고 가열 유로부(200)는 케이스(100)의 외측에 결합될 수 있다. 또한, 가열 유로부(200)는 인덕션 코일(300)에 의해 유도가열 될 수 있도록 자성체를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 가열 유로부(200)는 별도의 자성체가 가열 유로부(200)에 결합된 형태이거나 자성체가 가열 유로부(200)에 일체로 형성되어 있거나 가열 유로부(200) 자체가 자성체로 형성될 수도 있다. 그리하여 유도가열에 의해 가열 유로부(200)가 가열될 수 있으며, 냉각수 유로(201)를 따라 냉각수가 유동되면서 열교환되어 냉각수가 가열될 수 있다. 그리고 가열 유로부(200)는 인덕션 방식에 의해 발열이 잘 될 수 있도록 투자율이 매우 큰 재질인 스테인레스 스틸 중 STS430 등으로 형성될 수 있으며, 가열 유로부(200)는 인덕션 코일(300)보다 전기 저항력이 높은 물질로 형성될 수 있다. 또한, 일례로 가열 유로부(200)는 폭에 비해 높이 및 길이가 상대적으로 긴 판 형태로 형성될 수 있으며, 폭방향으로 바라보았을 때 길이에 비해 높이가 긴 직사각 형태로 형성될 수 있다. 또한, 가열 유로부(200)는 앞쪽면에서 폭방향으로 연장된 파이프 형태로 입구부(211) 및 출구부(212)가 형성될 수 있다.The heating flow path part 200 has a cooling water flow path 201 formed to allow cooling water to flow therein, and is connected to the cooling water flow path 201 and an inlet 211 through which cooling water can be introduced and an outlet through which cooling water is discharged. (212) may be formed. In addition, the heating passage part 200 may be coupled to the outside of the case 100. In addition, the heating flow path part 200 may include a magnetic material so that induction heating may be performed by the induction coil 300. At this time, the heating flow path part 200 has a form in which a separate magnetic body is coupled to the heating flow path part 200, or the magnetic body is integrally formed with the heating flow path part 200, or the heating flow path part 200 itself is formed of a magnetic body. May be. Thus, the heating flow path part 200 may be heated by induction heating, and the cooling water may be heated by heat exchange as the cooling water flows along the cooling water flow path 201. In addition, the heating flow path part 200 may be formed of STS430 among stainless steel, which is a material having a very high magnetic permeability, so that heat can be well generated by the induction method, and the heating flow path part 200 has an electrical resistivity than the induction coil 300. It can be formed from high material. In addition, as an example, the heating passage part 200 may be formed in a plate shape having a height and a length relatively longer than that of a width, and may be formed in a rectangular shape having a height compared to the length when viewed in the width direction. In addition, the heating flow path part 200 may have an inlet part 211 and an outlet part 212 formed in the form of a pipe extending in the width direction from the front surface.

인덕션 코일(300)은 유도가열에 의해 자성체를 포함한 가열 유로부(200)를 가열시키는 역할을 하며, 인덕션 코일(300)은 케이스(100)의 내부에 구비될 수 있다. 이때, 인덕션 코일(300)은 가열 유로부(200)의 자성체와 마주보도록 배치될 수 있으며, 가열 유로부(200)는 인덕션 코일(300)과 마주보도록 근접한 면 또는 부분이 유도가열될 수 있는 자성체로 형성될 수 있다. 그리고 인덕션 코일(300)은 일례로 폭방향 두께에 비해 높이 및 길이방향으로의 너비가 넓은 형태로 형성될 수 있으며, 가열 유로부(200)와 나란하게 인덕션 코일(300)이 배치될 수 있다.The induction coil 300 serves to heat the heating flow path 200 including a magnetic material by induction heating, and the induction coil 300 may be provided inside the case 100. In this case, the induction coil 300 may be disposed to face the magnetic body of the heating flow path part 200, and the heating flow path part 200 is a magnetic body that may be induction heated on a surface or portion adjacent to face the induction coil 300. Can be formed as In addition, the induction coil 300 may be formed in a shape having a height and a width in a length direction wider than that in a width direction thickness, for example, and the induction coil 300 may be disposed in parallel with the heating passage part 200.

제어기(400)는 인덕션 코일(300)과 나란하게 배치되어 케이스(100)의 내부에 구비될 수 있으며, 케이스(100)에 제어기(400)가 결합되어 고정될 수 있다. 그리고 제어기(400)에는 인덕션 코일(300)이 연결되어, 제어기(400)에 의해 인덕션 코일(300)이 제어될 수 있다.The controller 400 may be disposed in parallel with the induction coil 300 to be provided inside the case 100, and the controller 400 may be coupled to and fixed to the case 100. In addition, the induction coil 300 is connected to the controller 400, and the induction coil 300 may be controlled by the controller 400.

스위칭 소자(500)는 제어기(400)에 연결되어 인덕션 코일(300)에 흐르는 전류를 제어함으로써 자성체를 포함한 가열 유로부(200)가 가열되거나 가열되지 않도록 제어할 수 있는 전자소자이며, 케이스(100)의 내부에 복수개가 구비될 수 있다. 그리고 도시된 바와 같이 인덕션 코일(300)의 하측에 이격되어 스위칭 소자(500)들이 배치될 수 있으며, 스위칭 소자(500)들은 서로 길이방향으로 이격되어 배열될 수 있다. 또한, 스위칭 소자(500)들은 가열 유로부(200)에 접촉되도록 배치될 수 있다.The switching element 500 is an electronic device that is connected to the controller 400 to control the current flowing through the induction coil 300 so that the heating flow path 200 including a magnetic material is heated or not heated, and the case 100 ) May be provided in a plurality of inside. In addition, as shown, the switching elements 500 may be spaced apart from each other under the induction coil 300, and the switching elements 500 may be arranged to be spaced apart from each other in the longitudinal direction. In addition, the switching elements 500 may be disposed to contact the heating passage part 200.

그리하여 냉각수가 가열 유로부(200)의 입구부(211)를 통해 유입되면 내부의 냉각수 유로(201)를 따라 유동된 후 출구부(212)를 통해 배출될 수 있으며, 이때 제어기(400)가 작동되어 인덕션 코일(300)에 의해 가열 유로부(200)가 유도가열되면, 가열 유로부(200)의 냉각수 유로(201)를 통과하는 냉각수가 열교환되어 가열된 상태로 출구부(212)로 배출될 수 있다.Thus, when the coolant flows in through the inlet part 211 of the heating passage part 200, it may flow along the internal cooling water passage 201 and then be discharged through the outlet part 212, at which time the controller 400 operates. When the heating flow path part 200 is induction heated by the induction coil 300, the cooling water passing through the cooling water flow path 201 of the heating flow path part 200 is heat-exchanged and discharged to the outlet 212 in a heated state. I can.

여기에서 스위칭 소자(500)는 작동 시 많은 열이 발생하므로 접촉되어 있는 가열 유로부(200)를 통해 냉각수쪽으로 방열이 이루어져 스위칭 소자(500)가 냉각될 수 있다. 이에 따라 스위칭 소자(500)가 과열되어 소손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 자성체를 포함한 가열 유로부(200)가 과열될 수 있는 온도보다 스위칭 소자(500)의 사용 온도가 상대적으로 낮기 때문에, 가열 유로부(200)의 과열 시 발생된 열이 전도에 의해 스위칭 소자(500)로 직접 빠르게 전달되어 스위칭 소자(500)의 사용 온도를 초과하도록 만들어 의도적으로 스위칭 소자(500)를 소손시킬 수 있다. 그리하여 냉각수의 공급이 중단되거나 냉각수의 양이 부족하여 가열 유로부(200)가 과열되는 경우 스위칭 소자(500)가 소손되어 더 이상 가열 유로부(200)를 가열시킬 수 없으므로, 다른 안전장치들의 고장 시에도 가열 유로부(200)의 과열을 방지할 수 있어 화재 발생 위험을 줄일 수 있다.Here, since the switching element 500 generates a lot of heat during operation, heat is radiated toward the cooling water through the heating flow passage 200 in contact, so that the switching element 500 can be cooled. Accordingly, it is possible to prevent the switching element 500 from being overheated and burned. In addition, since the use temperature of the switching element 500 is relatively lower than the temperature at which the heating flow path part 200 including the magnetic material can be overheated, the heat generated when the heating flow path part 200 is overheated is conducted by conduction. The switching device 500 may be intentionally burned by being directly transferred to 500 to exceed the use temperature of the switching device 500. Therefore, when the supply of cooling water is stopped or the heating flow path 200 is overheated due to insufficient cooling water, the switching element 500 is burned and the heating flow path 200 can no longer be heated, so other safety devices fail. Even at the time, it is possible to prevent overheating of the heating passage part 200, thereby reducing the risk of fire.

즉, 제어기(400)의 저전압 회로 상에 연결된 바이메탈 등의 온도퓨즈(700)를 가열 유로부(200)에 접촉되도록 배치하여, 가열 유로부(200)를 통과하는 냉각수의 온도가 특정한 온도 이상이 되었을 경우 또는 냉각수가 부족하여 가열 유로부(200)가 특정한 온도 이상이 되었을 경우에 온도퓨즈(700)가 끊어져 제어기(400)의 작동이 정지되도록 할 수 있다. 이에 따라 온도퓨즈(700)에 의해 냉각수가 가열되는 최고 온도를 제한할 수 있으며, 가열 유로부(200)의 과열도 방지할 수 있다.That is, a temperature fuse 700 such as a bimetal connected on the low voltage circuit of the controller 400 is disposed to contact the heating flow path 200 so that the temperature of the cooling water passing through the heating flow path 200 is not less than a specific temperature. When the heating flow path part 200 reaches a specific temperature or higher due to insufficient cooling water, the thermal fuse 700 may be cut off to stop the operation of the controller 400. Accordingly, the maximum temperature at which the cooling water is heated by the thermal fuse 700 may be limited, and overheating of the heating passage part 200 may be prevented.

즉, 인덕션 코일(300)은 도넛 형태를 따라 복수회 권취된 형태로 형성되어 중앙부가 뚫려있는 형태로 형성될 수 있으며, 온도퓨즈(700)가 인덕션 코일(300)의 중공된 중앙부에 배치되어 온도퓨즈(700)의 일면이 가열 유로부(200)에 접촉되도록 배치될 수 있다. 그리하여 인덕션 코일(300)에 의해 가열되는 가열 유로부(200)에서 온도가 가장 높게 형성될 수 있는 인덕션 코일(300)의 중앙부와 마주보는 가열 유로부(200)에 온도퓨즈(700)가 접촉될 수 있어, 최고 온도를 제어하기 용이할 수 있다.That is, the induction coil 300 may be wound a plurality of times along the shape of a donut and formed in a form in which the central portion is opened, and the temperature fuse 700 is disposed in the hollow central portion of the induction coil 300 to One surface of the fuse 700 may be disposed to contact the heating passage part 200. Thus, the temperature fuse 700 may be brought into contact with the heating passage part 200 facing the central part of the induction coil 300, which may have the highest temperature in the heating passage part 200 heated by the induction coil 300. Can be, it can be easy to control the maximum temperature.

즉, 본 발명의 냉각수 유도가열 히터(1000)는 인덕션 코일(300)이 안치되어 결합되는 코일 커버(600)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 코일 커버(600)는 가열 유로부(200), 인덕션 코일(300) 및 케이스(100)와 나란하게 배치될 수 있으며, 코일 커버(600)는 인덕션 코일(300)을 기준으로 가열 유로부(200)가 배치된 반대쪽인 폭방향으로 인덕션 코일(300)의 후방쪽에 배치될 수 있다. 그리고 코일 커버(600)는 인덕션 코일(300)보다 넓게 형성되어 인덕션 코일(300)이 코일 커버(600)의 넓이 안쪽에 배치될 수 있다. 그리고 코일 커버(600)는 폭방향 전면에서 후면 방향으로 오목하게 인덕션 코일(300)의 바깥쪽 둘레 형태에 대응되는 안치홈(610)이 형성되어, 안치홈(610)에 인덕션 코일(300)이 삽입되어 코일 커버(600)에 결합될 수 있다. 또한, 코일 커버(600)는 바깥쪽 둘레에 플랜지 형태의 고정부가 형성되어 체결수단 등에 의해 케이스(100)의 내측에 결합되어 고정될 수 있다. 또한, 코일 커버(600)는 중앙부에 온도퓨즈(700)가 배치될 수 있도록 폭방향 양면을 관통하는 관통공(630)이 형성될 수 있으며, 제어기(400)도 코일 커버(600)와 마찬가지로 관통공(430)이 형성될 수 있다.That is, the cooling water induction heating heater 1000 of the present invention may further include a coil cover 600 to which the induction coil 300 is placed and coupled. The coil cover 600 may be disposed in parallel with the heating flow path part 200, the induction coil 300, and the case 100, and the coil cover 600 is a heating flow path part 200 based on the induction coil 300. ) May be disposed on the rear side of the induction coil 300 in the width direction opposite to the arrangement. Further, the coil cover 600 may be formed wider than the induction coil 300 so that the induction coil 300 may be disposed inside the width of the coil cover 600. And the coil cover 600 is formed with a recess 610 corresponding to the outer circumferential shape of the induction coil 300 to be concave in the width direction from the front to the rear direction, the induction coil 300 is formed in the set groove 610 It may be inserted and coupled to the coil cover 600. In addition, the coil cover 600 may have a flange-shaped fixing portion formed around the outer periphery, and may be coupled to and fixed to the inside of the case 100 by a fastening means or the like. In addition, the coil cover 600 may have through holes 630 penetrating through both sides in the width direction so that the thermal fuse 700 can be disposed at the center thereof, and the controller 400 also penetrates through the coil cover 600 Ball 430 may be formed.

즉, 코일 커버(600)에는 인덕션 코일(300)에서 발생되는 전자파 노이즈가 제어기(400)쪽으로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 코일 커버(600)에 페라이트(620)가 결합되어 있을 수 있다. 이때, 페라이트(620)는 직육면체 형태의 막대나 판으로 형성되어 복수개로 구성될 수 있고, 코일 커버(600)에는 인덕션 코일(300)의 폭방향 후면과 마주보는 안치홈(610)의 바닥면에서 폭방향 후방쪽으로 오목하게 복수개의 홈이 형성되어 이 홈들에 페라이트(620)들이 삽입되어 결합될 수 있으며, 복수개의 홈들이 방사상으로 배열된 형태로 형성될 수 있다.That is, the ferrite 620 may be coupled to the coil cover 600 to block electromagnetic noise generated from the induction coil 300 from flowing into the controller 400. At this time, the ferrite 620 may be formed of a bar or plate in the form of a rectangular parallelepiped to be composed of a plurality, and the coil cover 600 has a bottom surface of the receiving groove 610 facing the rear surface of the induction coil 300 in the width direction. A plurality of grooves are formed to be concave toward the rear in the width direction, and ferrites 620 may be inserted and coupled to the grooves, and a plurality of grooves may be formed in a radially arranged form.

즉, 도시된 바와 같이 케이스(100)는 폭방향으로 양면을 관통하는 개구(101)가 형성되어 개구(101)를 덮어 막도록 가열 유로부(200)가 케이스(100)에 결합될 수 있으며, 케이스(100)의 개구(101) 내측에 인덕션 코일(300)이 배치되어 인덕션 코일(300)에서 발생되는 자기장이 가열 유로부(200)로 원활하게 전달되도록 함으로써 가열 유로부(200)가 용이하게 가열되도록 할 수 있다. 또한, 스위칭 소자(500)들은 높이방향으로 인덕션 코일(300)의 아래쪽에 배치되어 개구(101) 내측에 배치되어, 스위칭 소자(500)들이 가열 유로부(200)와 접촉되도록 배치되기 용이하며 스위칭 소자(500)들이 제어기(400)에 연결되도록 구성하기 용이할 수 있다. 또한, 온도 퓨즈(700)도 개구(101) 내측에 배치되어 가열 유로부(200)와 접촉되도록 배치되기 용이할 수 있다.That is, as shown in the case 100, the heating passage part 200 may be coupled to the case 100 so that openings 101 penetrating through both sides in the width direction are formed to cover and close the opening 101, The induction coil 300 is disposed inside the opening 101 of the case 100 so that the magnetic field generated from the induction coil 300 is smoothly transmitted to the heating flow path 200 so that the heating flow path 200 is easily You can let it heat up. In addition, the switching elements 500 are disposed under the induction coil 300 in the height direction and disposed inside the opening 101, so that the switching elements 500 are easily disposed to contact the heating flow path part 200, and switching It may be easy to configure the elements 500 to be connected to the controller 400. In addition, the thermal fuse 700 may also be disposed inside the opening 101 so that it may be easily disposed so as to contact the heating passage part 200.

즉, 냉각수가 가열 유로부(200)의 냉각수 유로(201)를 따라 유동하면서 가열되면 냉각수가 증발되어 기포가 발생될 수 있으므로, 기포가 냉각수의 흐름을 따라 상측으로 원활하게 배출될 수 있도록 냉각수가 유입되는 입구부(211)가 가열 유로부(200)의 하측에 형성되고 냉각수 유로(201)를 통과하여 냉각수가 배출되는 출구부(212)가 가열 유로부(200)의 상측에 형성될 수 있다. 그리하여 냉각수가 높이방향 하측에서 상측을 향해 유동되면서 함께 기포가 부력에 의해 상승하여 출구부(212)쪽으로 용이하게 배출될 수 있어, 냉각수 유로(201) 내에 기포가 모여있지 않을 수 있으며 이에 따라 가열 유로부(200)가 과열되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 가열 유로부(200)의 폭방향면에서 상단부에 입구부(211)가 형성되고 하단부에 출구부(212)가 형성될 수 있다. That is, when the cooling water flows along the cooling water flow path 201 of the heating flow path part 200 and is heated, the cooling water evaporates and bubbles may be generated, so that the cooling water can be smoothly discharged upwards along the flow of the cooling water. The inlet part 211 to be introduced may be formed under the heating flow path part 200, and an outlet part 212 through which the cooling water is discharged through the cooling water flow path 201 may be formed on the upper side of the heating flow path part 200. . Thus, as the cooling water flows from the lower side to the upper side in the height direction, the bubbles rise together by buoyancy and can be easily discharged toward the outlet part 212, so that bubbles may not be collected in the cooling water passage 201, and accordingly, the heating passage It is possible to prevent the unit 200 from being overheated. In this case, an inlet portion 211 may be formed at an upper end portion and an outlet portion 212 may be formed at a lower portion in the width direction surface of the heating flow path portion 200.

즉, 가열 유로부(200)의 입구부(211)를 통해 유입되는 냉각수의 온도가 출구부(212)를 통해 배출되는 냉각수의 온도보다 낮기 때문에, 입구부(211)가 형성된 높이에 스위칭 소자(500)들이 배치되어 가열 유로부(200)에 접촉되도록 구성하여, 스위칭 소자(500)들이 과열되는 것을 방지할 수 있다.That is, since the temperature of the cooling water introduced through the inlet part 211 of the heating passage part 200 is lower than the temperature of the cooling water discharged through the outlet part 212, the switching element ( 500) are arranged to be in contact with the heating passage part 200, so that the switching elements 500 may be prevented from being overheated.

즉, 도 7과 같이 가열 유로부(200)는 제1하우징(210)과 제2하우징(220)이 결합되어 내부에 냉각수가 유동될 수 있는 냉각수 유로(201)가 형성될 수 있으며, 냉각수 유로(201)의 내부에 냉각수의 흐름을 안내하는 유로 가이드(230)가 배치될 수 있다. 일례로 도시된 바와 같이 제1하우징(210)은 폭방향 후면쪽이 개방 오목한 용기 형태로 형성될 수 있으며, 제2하우징(220)은 평판 형태로 형성되어 제1하우징(210)의 개방된 후면쪽을 덮어 막도록 결합될 수 있다. 그리고 제1하우징(210)에는 냉각수가 유입되는 파이프 형태의 입구부(211) 및 냉각수가 배출되는 파이프 형태의 출구부(212)가 형성될 수 있다. 또한, 제1하우징(210)에는 오목한 내측에 냉각수 유로를 구획하여 냉각수의 흐름이 전환되도록 안내할 수 있는 유로 가이드(230)가 형성될 수 있다. 이때, 유로 가이드(230)는 냉각수 유로(201)가 "ㄹ"자 형태로 형성될 수 있도록 제1하우징(210)의 길이방향 일측의 내벽면에서부터 타측의 내벽면을 향해 연장 형성되되 타측의 내벽면과는 이격되어 있도록 형성될 수 있다. 그리고 일측의 내벽면에서부터 연장 형성된 유로 가이드(230)와 타측의 내벽면에서부터 연장 형성된 유로 가이드(230)가 높이방향으로 이격되어 배열될 수 있으며, 이와 같이 일측의 내벽면에서부터 연장 형성된 유로 가이드(230)와 타측의 내벽면에서부터 연장 형성된 유로 가이드(230)가 높이방향으로 이격되어 번갈아 가며 복수개 형성될 수 있다.That is, as shown in FIG. 7, the first housing 210 and the second housing 220 are coupled to each other to form a cooling water flow path 201 through which cooling water can flow. A flow path guide 230 for guiding the flow of coolant may be disposed inside the 201. As shown as an example, the first housing 210 may be formed in the shape of a concave container with an open rear side in the width direction, and the second housing 220 is formed in a flat plate shape so that the open rear side of the first housing 210 It can be combined to cover the side. In addition, the first housing 210 may be provided with an inlet part 211 in the form of a pipe through which cooling water is introduced and an outlet part 212 in the form of a pipe through which the cooling water is discharged. In addition, the first housing 210 may be provided with a flow path guide 230 capable of guiding the flow of the cooling water to be switched by dividing the cooling water flow path inside the concave interior. At this time, the flow path guide 230 is formed extending from the inner wall surface of one side in the length direction of the first housing 210 toward the inner wall surface of the other side so that the cooling water flow path 201 can be formed in a "D" shape. It can be formed to be spaced apart from the wall surface. In addition, the flow path guide 230 extending from the inner wall surface of one side and the flow path guide 230 extending from the inner wall surface of the other side may be arranged to be spaced apart in the height direction. ) And the flow path guide 230 extending from the inner wall surface of the other side may be formed in a plurality of alternately spaced apart in the height direction.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application thereof is diverse, as well as anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications are possible.

1000 : 냉각수 유도가열 히터
100 : 케이스 101 : 개구
110 : 커버
200 : 가열 유로부 201 : 냉각수 유로
210 : 제1하우징
211 : 입구부 212 : 출구부
220 : 제2하우징
230 : 유로 가이드
300 : 인덕션 코일
400 : 제어기 430 : 관통공
500 : 스위칭 소자
600 : 코일 커버 610 : 안치홈
620 : 페라이트 630 : 관통공
700 : 온도퓨즈1000: coolant induction heating heater
100: case 101: opening
110: cover
200: heating passage part 201: cooling water passage
210: first housing
211: inlet 212: outlet
220: second housing
230: Euro Guide
300: induction coil
400: controller 430: through hole
500: switching element
600: coil cover 610: anchor groove
620: ferrite 630: through hole
700: thermal fuse

Claims

A case 100 having a space formed therein;
A heating flow path part 200 having a cooling water flow path 201 formed thereon, including a magnetic material, and coupled to the case 100;
An induction coil (300) provided inside the case (100) and disposed to face the magnetic body of the heating passage (200) to induction heating the magnetic body;
A controller 400 provided inside the case 100 and connected to the induction coil 300;
A switching element 500 disposed to be in contact with the heating passage part 200 and connected to the controller 400 to control the magnetic material of the heating passage part 200 to be heated or not heated; And
A thermal fuse 700 provided to contact the heating passage part 200 and connected to the controller 400 to stop the operation of the controller 400 at a specific temperature or higher;
It is made including,
The induction coil 300 is formed in a donut shape, and the thermal fuse 700 is disposed in a hollow portion of the induction coil 300.

delete

The method of claim 1,
A recessed recess 610 is formed on one side so that the induction coil 300 is inserted into and coupled to the recessed recess 610, and further includes a coil cover 600 coupled to the inner side of the case 100 and fixed. Coolant induction heating heater made by doing.

The method of claim 4,
A coolant induction heating heater, characterized in that it further comprises a ferrite (620) coupled to the coil cover (600), wherein the ferrite (620) is disposed between the induction coil (300) and the controller (400).

The method of claim 1,
An opening 101 penetrating through both sides is formed on one side of the case 100 to which the heating passage part 200 is coupled, and the induction coil 300 and the switching element 500 are disposed in the opening 101. Coolant induction heating heater, characterized in that.

The method of claim 1,
The heating passage part 200 has an inlet part 211 through which cooling water is introduced and an outlet part 212 through which cooling water is discharged connected to the cooling water passage 201, and the inlet part 211 is an outlet part 212 Coolant induction heating heater, characterized in that formed at the bottom in the height direction.

The method of claim 1,
The switching element 500 is a cooling water induction heating heater, characterized in that disposed in close proximity to the inlet portion 211 of the heating flow path portion 200.

The method of claim 1,
The heating flow path part 200,
A first housing 210 having an inlet part 211 through which cooling water is introduced and an outlet part 212 through which cooling water is discharged;
A second housing 220 coupled to the first housing 210 to form a cooling water flow path 201 therein and disposed to face the induction coil 300; And
A flow path guide 230 disposed in the cooling water flow path 201 to change a flow direction of the cooling water;
Cooling water induction heating heater comprising a.